بررسی آزمایشگاهی ضریب آبگذری سازه سرریز-دریچه مرکب قوسی

سرریزهای مرکب اغلب برای اندازه گیری دامنه ای وسیع از جریان و با دقت مناسب در کانال های روباز به کار گرفته می شوند. اما در مواردی که آب انتقالی حاوی مواد رسوبی و شناور باشد، مشکلاتی در نحوه عملکرد آن ها ایجاد می شود. با ترکیب دریچه و سرریز مرکب، می توان تا حدی این مشکل را برطرف کرد. در این پژوهش، به کمک روش برنامه ریزی بیان ژن به عنوان روشی هوشمند و نوین، رابطه ای بر اساس پارامترهای بی بعد به دست آمده از آنالیز ابعادی جهت برآورد ضریب دبی سرریز-دریچه مرکب قوسی ارایه شده است. هدف از این پژوهش، بررسی خصوصیات هیدرولیکی سرریز-دریچه مرکب قوسی و ارایه رابطه ای برای برآورد ضریب آبگذری این سرریز بر اساس پارامترهای هیدرولیکی و هندسی می باشد.

آزمایش ها در یک فلوم مستطیلی به طول 9 متر و عرض 40 سانتی متر انجام شد و داده های برداشت شده برای برآورد ضریب آبگذری، مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش نیز با استفاده از تغییر پارامترهایی مانند دبی جریان، بازشدگی دریچه، بازشدگی سرریز و زاویه قوس در کانال آزمایشگاهی، اثرات هیدرولیکی جریان و هندسه مجرا بر میزان آبگذری در سیستم سریز-دریچه مرکب قوسی مورد بررسی قرار گرفت و سپس به کمک روش برنامه ریزی بیان ژن رابطه ای با دقت بالا برای ضریب آبگذری سازه مذکور به دست آمد.

نتایج آزمایش ها پس از بررسی صحت و پالایش داده ها تحلیل گردید و با توجه به روابط فوق الذکر ضریب دبی محاسبه شد. سپس با استفاده از تحلیل ابعادی و روش برنامه ریزی بیان ژن یک رابطه برای ضریب آبگذری سیستم سرریز-دریچه مرکب قوسی به دست آمد که ضریب همبستگی (R2) آن برای برای داده های آموزش 992/0 و برای داده های آزمون 662/0 می باشد، همچنین نتایج نشان داد سازه با نسبت ارتفاع دریچه به طول دریچه (پله دوم) a_1/b_1 =4/15 بیش ترین ضریب آبگذری را به خود اختصاص می دهد و با افزایش (h/P) و Fr میزان ضریب آبگذری نیز افزایش می یابد.

نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد مدل هوشمند برنامه ریزی بیان ژن، به خوبی توانسته است ضریب آبگذری سرریز-دریچه مرکب قوسی را پیش بینی کند و استفاده از آن موجب بهبود نتایج پیش بینی در مقایسه با روش های مرسوم حاصل از مدل های رگرسیونی شود. به عبارتی، نتایج به دست آمده بیانگر توانایی روش برنامه ریزی بیان ژن در برآورد ضریب آبگذری سرریز-دریچه مرکب قوسی در مقایسه با روش رگرسیونی، می باشد. همچنین با توجه به رابطه به دست آمده، پارامترهای هندسی مدل سرریز-دریچه مرکب قوسی در ضریب آبگذری نقش اساسی دارند، بنابراین استفاده از روش برنامه-ریزی بیان ژن در مسایل مرتبط با موضوع پژوهش پیشنهاد می شود.